电容式压力传感器及其制备方法技术

本发明专利技术公开了电容式压力传感器及其制备方法，属于传感器技术领域，包括第一电极和第二电极，第二电极为在第一电极上悬空后形成的膜层，第一电极与膜层之间隔开，形成双层硅结构的电容式压力传感器；本发明专利技术的电容式压力传感器的制备方法，在硅迁移后的悬空后形成的膜层上进行绝缘的处理，通过利用于PN结的绝缘性在单片硅片上形成第一电极、第二电极以及一个绝缘的腔体，构成特殊结构的两层硅作为压力传感器，简化了传统的电容式压力传感器的制备工艺。艺。艺。

【技术实现步骤摘要】
电容式压力传感器及其制备方法


[0001]本专利技术属于传感器
，尤其涉及电容式压力传感器及其制备方法。

技术介绍

[0002]电容式压力传感器(Capacitive Type Pressure Transducer)，采用圆形金属薄膜或镀金属薄膜作为电容器的一个电极，当薄膜感受压力而变形时，薄膜与固定电极之间形成的电容量发生变化，通过测量电路即可输出与电压成一定关系的电信号。
[0003]传统电容式压力传感器在其制备过程中，需要花较长时间刻蚀出背面的腔体，以及较为复杂的正面薄膜电极的沉积工艺，制备工艺较为复杂。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：本专利技术提供电容式压力传感器；本专利技术的另一目的在于提供电容式压力传感器的制备方法，降低工艺复杂程度。
[0005]技术方案：为实现上述专利技术目的，本专利技术的电容式压力传感器，包括第一电极和第二电极，所述第二电极为在所述第一电极上悬空后形成的膜层，所述第一电极与所述膜层形成双层硅结构的电容式压力传感器。所述悬空后形成具体为，所述第二电极通过所述第一电极形成，所述第二电极与所述第一电极隔开。
[0006]在一些实施例中，所述第一电极和所述第二电极由单片硅片形成。
[0007]在一些实施例中，所述膜层为一层。
[0008]在一些实施例中，所述第一电极为掺杂后的硅片。
[0009]在一些实施例中，所述第一电极为重掺杂后的硅片。
[0010]在一些实施例中，在所述第一电极和所述膜层之间设置腔体，所述第一电极与所述膜层之间通过所述腔体隔开。
[0011]在一些实施例中，在所述膜层的外周设置环形结区，所述环形结区隔开所述膜层和所述第一电极，形成绝缘的环形结构。所述环形结区设置在所述腔体上方。
[0012]在一些实施例中，在所述第一电极上设置第一金属区，所述第一电极和所述第一金属区欧姆接触；在所述膜层上设置第二金属区，所述膜层和所述第二金属区欧姆接触。
[0013]在一些实施例中，所述第一金属区和所述第二金属区电绝缘。
[0014]在一些实施例中，所述金属区作为引线和pad(Passivation opening，钝化开口)。
[0015]在一些实施例中，电容式压力传感器的制备方法，包括：
[0016]提供第一电极；
[0017]在所述第一电极上悬空后形成膜层，作为第二电极；
[0018]所述第一电极和所述第二电极形成双层硅结构的电容式压力传感器。
[0019]在一些实施例中，所述提供第一电极，具体为：提供未掺杂的硅片，制作第一电极。
[0020]在一些实施例中，在所述第一电极上沉积第一金属区，所述第一电极和所述第一金属区欧姆接触；在所述膜层上沉积第二金属区，所述膜层和所述第二金属区欧姆接触；所
述第一金属区和所述第二金属区电绝缘。
[0021]在一些实施例中，所述第一电极为掺杂后的硅片，所述第二电极为掺杂后的硅片形成的膜层。
[0022]在一些实施例中，在所述膜层的外周设置环形结区，所述环形结区将所述膜层与所述第一电极隔开。
[0023]在一些实施例中，在所述膜层的外周注入与所述掺杂相反的离子形成所述环形结区。
[0024]在一些实施例中，在所述第一电极上悬空后形成膜层，具体为：将所述第一电极退火，得到硅原子迁移后形成的膜层和位于所述膜层下方的腔体。
[0025]在一些实施例中，将所述第一电极退火，具体为：对所述掺杂后的硅片进行刻蚀形成槽体，得到刻蚀后的硅片，对所述刻蚀后的硅片进行退火。
[0026]在一些实施例中，所述槽体呈周期性阵列排布。
[0027]在一些实施例中，所述槽体的阵列为矩形。
[0028]在一些实施例中，所述槽体的刻蚀孔的孔径为微米级，间距为微米级，在微米级别的尺寸都可以实现。
[0029]在一些实施例中，所述槽体的刻蚀孔为孔径为0.7μm，间距为0.6μm的圆孔阵列；所述槽体的深度为4μm。
[0030]在一些实施例中，所述退火温度为1150℃，时间为10min。
[0031]专利技术原理：本专利技术的电容式压力传感器的制造方法，在硅迁移后的悬起薄膜上进行绝缘的处理，利用上下两层硅通过PN结绝缘隔开上形成电学的隔开，利用上下两层硅作为压力传感器，利用于PN结的绝缘性在单片硅片上形成上下两个电极以及一个绝缘的腔体，以此结果形成电容式压力传感器。
[0032]有益效果：与现有技术相比，本专利技术的电容式压力传感器，包括第一电极和第二电极，第二电极为在第一电极上悬空后形成的膜层，第一电极与膜层形成双层硅结构的电容式压力传感器。本专利技术的第一电极为掺杂后的硅片，第二电极为在掺杂后的硅片上悬空后形成的膜层，掺杂后的硅片与膜层之间隔开，构成双层硅结构的电容式压力传感器。本专利技术的电容式压力传感器的制备方法，包括提供第一电极；在第一电极上悬空后形成膜层，作为第二电极；第一电极和所述第二电极形成双层硅结构的电容式压力传感器。本专利技术通过在单片硅片上形成上下两个电极以及一个绝缘的腔体，构成特殊结构的两层硅作为压力传感器。进一步的，本专利技术通过在硅迁移后的悬空的膜层上进行绝缘的处理，利用第一电极、第二电极，通过利用于PN结的绝缘性形成电容式压力传感器，简化了传统的电容式压力传感器的制备工艺。
附图说明
[0033]下面结合附图，通过对本专利技术的具体实施方式详细描述，将使本专利技术的技术方案及其它有益效果显而易见。
[0034]图1为电容式压力传感器的结构示意图；
[0035]图2为掺杂后的硅片的结构示意图；
[0036]图3为在硅片上刻蚀出微细柱形槽阵列结构的切面图；
[0037]图4为微细柱形槽阵列结构的正面图；
[0038]图5为下方为腔体，上方为膜层的结构示意图；
[0039]图6为在膜层的外周注入与原有掺杂相反的离子形成的环形结区的结构示意图；
[0040]附图标记：100
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硅片、101
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环形结区、102
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金属区、1021
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第一金属区、1022
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第二金属区、103
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槽体、104
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膜层、105
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腔体、106
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刻蚀孔和107
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连接区。
具体实施方式
[0041]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0042]下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本专利技术的不同结构。为了简化本专利技术的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本专利技术。此外本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.电容式压力传感器，其特征在于，包括第一电极和第二电极，所述第二电极为在所述第一电极上悬空后形成的膜层(104)。2.根据权利要求1所述的电容式压力传感器，其特征在于，所述膜层(104)为一层。3.根据权利要求1所述的电容式压力传感器，其特征在于，所述第一电极为掺杂后的硅片(100)。4.根据权利要求1所述的电容式压力传感器，其特征在于，在所述第一电极和所述膜层(104)之间设置腔体(105)，所述第一电极与所述膜层(104)之间通过所述腔体(105)隔开。5.根据权利要求1所述的电容式压力传感器，其特征在于，在所述膜层(104)的外周设置环形结区(101)。6.根据权利要求1所述的电容式压力传感器，其特征在于，在所述第一电极上设置第一金属区(1021)，所述第一电极和所述第一金属区(1021)欧姆接触；在所述膜层(104)上设置第二金属区(1022)，所述膜层(104)和所述第二金属区(1022)欧姆接触。7.根据权利要求6所述的电容式压力传感器，其特征在于，所述第一金属区(1021)和所述第二金属区(1022)电绝缘。8.电容式压力传感器的制备方法，其特征在于，包括：提供第一电极；在所述第一电极上悬空后形成膜层(104)，作为第二电极；所述第一电极和所述第二电极形成双层硅结构的电容式压力传感器。9.根据权利要求8所述的电容式压力传感器的制备方法，其特征在于，在所述第一电极上沉积第一金属区(1021)，所述第一电极和所述第一金属区(1021)欧姆接触；在所述膜...

【专利技术属性】
技术研发人员：许森，
申请(专利权)人：苏州敏芯微电子技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：